abonneren

De geschiedenis en toekomst van bluetooth

Zeker in combinatie met mobiele apparatuur als smartphones en laptops zijn draden niet heel handig. Gelukkig is er met bluetooth een technologie waarmee je allerlei apparatuur draadloos met elkaar kunt verbinden. Lees hier over het ontstaan ervan en de recente ontwikkelingen.

Bluetooth is een draadloze technologie voor korte afstanden die bedoeld is om kabels te vervangen. In 1994 was Ericsson op zoek naar een goedkope radioverbinding voor communicatie tussen mobiele telefoons en andere apparaten. De Nederlandse elektrotechnicus Jaap Haartsen is één van de uitvinders van deze technologie die aanvankelijk MC-Link heette. Ook andere fabrikanten waren bezig met soortgelijke radiotechnologie en besloten de krachten te bundelen. In 1998 werd door Ericsson, Intel, Nokia, Toshiba en IBM de Bluetooth Special Interest Group (SIG) opgericht.

De naam bluetooth is aanvankelijk als codenaam bedacht door Jim Kardach van Intel en is afkomstig van koning Harald Bluetooth die verschillende Deense stammen verenigde in één koninkrijk. Bluetooth zou hetzelfde doen voor communicatieprotocollen en ze verenigen in één standaard. De technologie zou PAN (Personal Area Networking) gaan heten, maar toen er probleem waren om dat als merk te registeren werd uiteindelijk gekozen voor de codenaam. Het bluetooth-logo is een combinatie van de runen Hagall en Bjarkan, de initialen van Harald Bluetooth.

Basic Rate (BR) en Low Energy (LE)

Hoewel bluetooth een standaard is, zijn er feitelijk twee soorten bluetooth: Basic Rate (BR) en Low Energy (LE). Het klassieke BR heeft een snelheid van 721,2 Kbit/s en is in versie 2.0 uitgebreid met het optionele EDR dat een snelheid van 2.1 Mbit/s mogelijk maakt. Daarnaast kan door het klassieke bluetooth sinds versie 3.0 optioneel een veel hogere snelheid van 24 Mbit/s gebruikt worden. De data wordt dan niet via de bluetooth-verbinding, maar via een 802.11-verbinding verzonden. Dit is de radiotechnologie die ook voor wifi gebruikt wordt.

De tweede variant van bluetooth is Low Energy (LE) die sinds bluetooth 4.0 aan de standaard is toegevoegd. LE is een extra energiezuinige en goedkopere versie van bluetooth en maakt gebruik van een aparte radio. Fitness-trackers zoals die van Fitbit maken gebruik van LE. De energiezuinige variant had aanvankelijk een snelheid van 1 Mbit/s, maar sinds Bluetooth 5 kan de LE-variant een snelheid van 2 Mbit/s halen. Een fabrikant die bluetooth integreert in een apparaat kan zelf kiezen welke varianten gebruikt worden. Verwarrend is dat er in bluetooth 5 qua marketing geen onderscheid meer wordt gemaakt tussen het normale bluetooth en bluetooth LE.

Vergunningsvrije frequentieband

Bluetooth en Bluetooth LE maken beide gebruik van de vergunningsvrije 2,4GHz-band die ook gebruikt wordt voor magnetrons, wifi en andere draadloze protocollen. In het geval van bluetooth is de frequentieband verdeeld in 80 kanalen van ieder 1 MHz. Bluetooth gebruikt frequency hopping waarbij het de data in pakketjes verdeelt en vervolgens afwisselend over één van de kanalen stuurt. Dankzij Adaptive Frequency-Hopping (AFH) kan bluetooth herkennen welke kanalen overlap en dus storing hebben met andere gebruikers (zoals wifi in de 2,4GHz-band) en deze kanalen uitsluiten bij het hoppen.

Dankzij Adaptive Frequency-Hopping (AFH) kan bluetooth herkennen welke kanalen overlap en dus storing hebben met andere gebruikers

Er worden bij de huidige bluetooth-varianten met ondersteuning voor AFH 800 hops per seconde gemaakt. Bluetooth LE gebruikt dezelfde frequentieband als bluetooth, maar verdeelt deze in veertig 2MHz-kanalen. Bluetooth LE is hierdoor niet compatibel met bluetooth BR/EDR. Net als het normale bluetooth maakt bluetooth LE gebruik van frequency hopping om de datapakketjes te versturen.

Bluetooth-profielen

Bluetooth maakt gebruik van zogenoemde profielen die specificeren op welke manier en met welke mogelijkheden de bluetoothverbinding gebruikt kan worden. De profielen moeten door zowel de zender als ontvanger ondersteund worden. Voorbeelden van profielen zijn het Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) dat wordt gebruikt om audio te streamen, en Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP) dat gebruikt wordt om apparatuur via bluetooth te bedienen. Hierdoor kun je bijvoorbeeld met je hoofdtelefoon de muziekweergave op je smartphone bedienen.

Het Hands-free Profile (HFP) en Headset Profile zijn bedoeld voor carkits en draadloze headsets om mee te bellen. De profielen bevatten mogelijkheden om de telefoon te bedienen. Bluetooth LE kent zijn eigen profielen die grotendeels gericht zijn op andere toepassingen zoals gezondheidszorg, sport en sensoren. Zo is er bijvoorbeeld het Heart Rate Profile (HRP) bedoeld voor hartslagmeting.

Geluidscodecs

Bluetooth word in de praktijk veel voor draadloze overdracht van muziek gebruikt. Hiervoor wordt het eerder genoemde A2DP-profiel gebruikt. Dat wil echter niet zeggen dat de geluidskwaliteit altijd hetzelfde is, want het A2DP-profiel kan verschillende audio-codecs gebruiken om de geluidsoverdracht te comprimeren. Het A2DP-profiel maakt standaard gebruik van de Sub Band Codec om geluid te versturen. Deze relatief eenvoudige codec moet verplicht geïmplementeerd worden.

Naast SBC kunnen echter optioneel (betere) codecs gebruikt worden die dankzij een efficiëntere compressie of hogere bitrate een betere geluidskwaliteit bieden. Deze betere codecs moeten door zowel de zender als ontvanger ondersteund worden. Is dat niet het geval, dan wordt SBC gebruikt.

De bekendste betere codec is aptX (HD) en deze wordt door veel Android-apparaten ondersteund. iPhones vanaf de iPhone 7 ondersteunen naast SBC ook de AAC-codec over bluetooth. Sony heeft met LDAC zijn eigen audiocodec die voornamelijk gebruikt wordt op Sony-producten. Android kan in potentie meerdere alternatieve codecs ondersteunen. Is dat het geval, dan kun je zelf kiezen welke codec je voorkeur heeft.

Ook sommige afspeelapparatuur ondersteunt meerdere van deze betere codecs. Wil je dus een hoofdtelefoon of draadloze luidspreker aanschaffen, controleer dan welke betere codec door zowel je smartphone als luidspreker of hoofdtelefoons ondersteund worden.

De toekomst

Bluetooth was tot nu toe vooral een technologie voor verbindingen met mobiele telefoons, maar het is de bedoeling dat het breder ingezet gaat worden. De nieuwe mogelijkheden van bluetooth die eind 2016 geïntroduceerd werden met Bluetooth 5 zijn grotendeels gericht op Internet of Things. Zo heeft de energiezuinige variant BLE met 2 Mbit/s een twee keer zo hoge snelheid en is het bereik van BLE vier keer zo groot geworden.

Bluetooth is hiermee geschikter voor bijvoorbeeld beacons. Dit zijn energiezuinige bluetoothzenders waarmee onder andere de locatie van apparaten in gebouwen gevolgd kan worden. Handig om te weten wie in een kantoor of winkelcentrum aanwezig is, maar ook thuis kunnen beacons van pas komen. Zo weet een slim huis in de toekomst wellicht dankzij beacons precies waar je bent.

In tegenstelling tot normale bluetoothapparatuur is het niet nodig om te pairen met de beacons. Volgens de SIG staat bluetooth nog maar aan het begin van zijn Internet of Things-ontwikkeling.

Geschreven door: Jeroen Boer op

Category: Nieuws, Audio

Tags: Bluetooth, Standaard, Codec

Nieuws headlines

Laatste reactie